In sicherer Entfernung… - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Vulkangasmessung weit weg vom gefährlichen Krater

In sicherer Entfernung…

Mit der DOAS-Methode kann man präzise Messungen von verschiedenen Spurengasen aus sicherer Entfernung durchführen, typischerweise einige Kilometer vom aktiven Krater entfernt. Voraussetzung ist nur, dass die jeweiligen Gase auch in dem Wellenlängenbereich Licht absorbieren, in dem Himmelslicht zur Verfügung steht, sonst muss eine künstliche Lichtquelle verwenden.

Viele Vulkane des Messnetzes befinden sich in abgelegenen Regionen, beispielsweise der Vulkan San Cristobal in Nicaragua © Uni Heidelberg/ Ruperto Carola

Kilometer weit weg und trotzdem genau

Inzwischen haben Forscher mit DOAS neben Schwefeldioxid auch Halogen- und Stickoxide in Vulkanfahnen gemessen. Schwefeldioxid (SO2) kommt dabei aber immer eine besondere Stellung zu, da diese Verbindung in großen Mengen ausgestoßen wird und in der Atmosphäre relativ stabil ist. Erst auf Zeitskalen von Stunden bis Tagen reagiert SO2 zu Schwefelsäure, bildet feine Aerosolteilchen oder setzt sich am Boden ab.

Daher können Wissenschaftler mit einer Messung, die sie einige Kilometer vom Vulkan entfernt durchführen, immer noch die komplette ausgestoßene Menge an Schwefeldioxid erfassen. Die Emissionsrate des Gases bestimmen sie dadurch, dass sie zunächst die Gesamtmenge der Substanz in einem Querschnitt der Fahne senkrecht zur Ausbreitungsrichtung messen und diese dann mit der Windgeschwindigkeit multiplizieren. Die Emissionsrate gibt an, wie viel SO2 pro Sekunde, Tag oder Jahr ausgestoßen wird.

Wind stört Messungen

Natürlich steckt der Teufel im Detail, und ein Detail ist die Bestimmung der Windgeschwindigkeit. In der Vergangenheit wurden oft Windmessungen am Boden oder am Kraterrand durchgeführt. Sie erwiesen sich aber als aufwendig, ungenau und manchmal sogar gefährlich. Zudem waren die erhaltenen Daten nur bedingt repräsentativ für die tatsächlich in der Fahne herrschende Windrichtung und Geschwindigkeit. Die DOAS-Geräte ermöglichen jetzt jedoch einen neuen Messansatz, der sich als deutlich genauer erwiesen hat.

Blickwechsel hilft

Bei der so genannten Korrelationsmethode beobachten die Forscher mit dem DOAS-Gerät zwei windabwärts gelegene Blickrichtungen im schnellen Wechsel. Da die Vulkanfahne nicht homogen durchmischt ist und die Gase eher ungleichmäßig verteilt sind, ergibt sich für jede der Blickrichtungen eine strukturierte Zeitreihe. Jedes Mal, wenn eine Wolke mit erhöhter SO2-Konzentration vorbeizieht, meldet erst das eine, kurze Zeit später das andere Gerät ein Maximum.

Anzeige

Der Zeitversatz entspricht genau der Zeit, die die Vulkanfahne benötigt, um von der einen Blickrichtung zur anderen zu gelangen. Da man den Winkel zwischen den Blickrichtungen und den Abstand zur Vulkanfahne kennt, kennt man damit auch den Abstand der zwei Blickrichtungen voneinander in der Fahne. Die Windgeschwindigkeit ergibt sich demnach aus dem Quotienten von Abstand und Zeitversatz.

  1. zurück
  2. |
  3. 1
  4. |
  5. 2
  6. |
  7. 3
  8. |
  9. 4
  10. |
  11. 5
  12. |
  13. 6
  14. |
  15. 7
  16. |
  17. weiter

Christoph Kern und Ulrich Platt / Ruperto Carola / Universität Heidelberg
Stand: 01.10.2010

Anzeige

In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Telegramm aus der Tiefe
Ein neues System warnt frühzeitig vor Vulkanausbrüchen

Feuerberg über der Millionenstadt
Die Sache mit dem vulkanischen und menschengemachten Schwefeldioxid

Warten auf den Ernstfall
Was wäre wenn der Popocatépetl ausbricht?

Lichtstreuung als Frühwarnsystem
Wie die Vulkangas-Messung per DOAS-Technik funktioniert

In sicherer Entfernung…
Vulkangasmessung weit weg vom gefährlichen Krater

Alarm am Santa Ana
Schwefelgase waren vor Vulkan-Ausbruch

Auf das Gas kommt es an…
Zusammensetzung der Vulkangase gibt Auskunft über Tiefenprozesse

Diaschauen zum Thema

News zum Thema

Vulkanausbrüche beeinflussen sich gegenseitig
Spannungsveränderungen im Untergrund als Indiz für Wahrscheinlichkeit von Nachbareruptionen

Stromboli: Poröser Pfropf schuld an Eruptionen?
Modell widerlegt bisherige Vorstellung zur Ursache der regelmäßigen Ausbrüche

Vulkanasche: Lösungen für resistentere Flugzeug-Triebwerke gesucht
„Aschefänger“ soll gefährliche Partikel aus Flugzeug-Triebwerken verdrängen

Island: Kein Klimaeffekt durch Vulkanausbruch
Eruptionswolke zu niedrig und zu wenig schwefelhaltig

Unbekannter Vulkanausbruch löste 1809 einen Klimaschock aus
Eruption gemeinsam mit dem Tambora-Ausbruch schuld an kältester Dekade der letzten 500 Jahre

Forscher „erlauschen“ drohende Vulkanausbrüche
Akustische Signale könnten vor Eruptionen warnen

Dossiers zum Thema

Vulkan-Inferno in der Eifel - Brodelnde Gefahr unter Maar & Co?

Schlammvulkane - Matschfontänen aus der Tiefe

Surtsey - Vom Feuerberg zum Lebensraum

Den Glutlawinen auf der Spur - Wie funktioniert der Hochrisiko-Vulkan Merapi?

Dinosaurier - Giganten der Urzeit

Feuer und Eis - Die Gletschervulkane Islands

Nie wieder Pompeji? - Frühwarnsysteme bei Vulkanausbrüchen

Anzeige
Anzeige